複合材料部件的自動無損檢測 (NDI) 和修復

簡介

理大航空研究中心 (ASRC) 開發了一種用於復合材料部件的自動化 NDI 和修復系統,該系統分兩步進行。首先,掃描系統識別缺陷以獲得缺陷模型,其中包括每層復合材料纖維的方向。其次,組件會自動清理以準備應用修復補丁的區域。

  • 複合材料部件的自動無損檢測 (NDI) 和修復 0
  • 複合材料部件的自動無損檢測 (NDI) 和修復 1
  • 複合材料部件的自動無損檢測 (NDI) 和修復 2
商品化機會
產品開發合作
解決方案

當複合材料部件損壞時,必須確定損壞的確切區域和深度。此後,必須非常小心地去除損壞,並且必須保留足夠的複合材料層。有必要用錐度去除損壞的區域。實現這一點非常耗時,需要大量的工藝。

創新技術
  • 通過 Dolphicam 3D 掃描儀掃描受損區域,以確定修復補丁需要的確切面積。修復區域在 CAD 軟件中建模,用以自動執行隨後的修復步驟。
  • 使用光學相干斷層掃描 (OCT) 相機確定複合材料層數、每層的厚度和纖維方向。所有這些信息對於準備合適的補丁非常有用。
  • 損壞的鋪層由安裝在六軸機器人上的刀具,以小至 0.03 mm 的公差高精度將材料削除。加工的區域削成了正確的錐度比,錐度比從 20 到 30,在某些情況下高達 50。
主要成效
  • 完全自動化的過程,收集有關損壞區域的數據,以非常精確的公差準備修復區域,以及所有可用的修復補丁大小的必要信息,這使得修復質量穩定、安全和持久。並能保留數據以供進一步分析。
  • 損傷識別、纖維方向、損傷削除和錐面準備的所有步驟都在一個單元中完成。該過程由 ASRC自動化 軟件控制。降低了維修成本,最終允許維修更多的複合材料部件。
  • 流程前期縮短。無需通過手動操作,通過快速旋轉的刀具削除材料。錐面表面光滑,適合貼上補丁,尺寸恰到好處。
  • 材料去除過程會產生對操作員有害的細粉塵。開發的系統不是手動操作,而是在一個封閉單元中。操作期間在材料將被吸去,操作員在結束後安全地取回組件。
應用範疇
  • 複合材料部件(玻璃纖維和碳纖維)的修復
香港理工大學

香港理工大學(理大)有逾八十年的輝煌歷史,躋身全球百強學府之列。憑藉世界級的科研與教育,理大矢志要成為世界的頂尖大學。

理大致力培育慎思明辨、勇於探索求知、富於創見和能言善道的學生,讓他們為世界帶來正面影響。我們矢志培養明日的領袖,通過全人教育,讓理大的畢業生具備專業才能;我們也為他們提供難能可貴的實習機會,使他們未來能在社區及業界獨當一面。

查詢